PHP的五大運作模式

運作模式

關于PHP目前比較常見的五大運作模式：

1）CGI（通用網關接口/ Common Gateway Interface）

2）FastCGI（常駐型CGI / Long-Live CGI）

3）CLI（指令行運作 / Command Line Interface）

4）Web子產品模式（Apache等Web伺服器運作的模式） 

5）ISAPI（Internet Server Application Program Interface）

備注：在PHP5.3以後，PHP不再有ISAPI模式，安裝後也不再有php5isapi.dll這個檔案。要在IIS6上使用高版本PHP，必須安裝FastCGI 擴充，然後使IIS6支援FastCGI。

1.1、CGI模式

CGI即通用網關接口（Common Gateway Interface），它是一段程式，通俗的講CGI就象是一座橋，把網頁和Web伺服器中的執行程式連接配接起來，它把HTML接收的指令傳遞給伺服器的執行程式，再把伺服器執行程式的結果返還給HTML頁。CGI 的跨平台性能極佳，幾乎可以在任何作業系統上實作。CGI已經是比較老的模式了，這幾年都很少用了。 

   每有一個使用者請求，都會先要建立CGI的子程序，然後處理請求，處理完後結束這個子程序，這就是Fork-And-Execute模式。 當使用者請求數量非常多時，會大量擠占系統的資源如記憶體，CPU時間等，造成效能低下。是以用CGI方式的伺服器有多少連接配接請求就會有多少CGI子程序，子程序反複加載是CGI性能低下的主要原因。 

   如果不想把 PHP 嵌入到伺服器端軟體（如 Apache）作為一個子產品安裝的話，可以選擇以 CGI 的模式安裝。或者把 PHP 用于不同的 CGI 封裝以便為代碼建立安全的 chroot 和 setuid 環境。這樣每個客戶機請求一個PHP檔案，Web伺服器就調用php.exe（win下是php.exe,linux是php）去解釋這個檔案，然後再把解釋的結果以網頁的形式傳回給客戶機。 這種安裝方式通常會把 PHP 的可執行檔案安裝到 web 伺服器的 cgi-bin 目錄。CERT 建議書 CA-96.11 建議不要把任何的解釋器放到 cgi-bin 目錄。   這種方式的好處是把Web Server和具體的程式處理獨立開來，結構清晰，可控性強，同時缺點就是如果在高通路需求的情況下，CGI的程序Fork就會成為很大的伺服器負擔，想 象一下數百個并發請求導緻伺服器Fork出數百個程序就明白了。這也是為什麼CGI一直背負性能低下，高資源消耗的惡名的原因。

1.2、FastCGI模式

FastCGI是CGI的更新版本，FastCGI像是一個常駐 (long-live)型的 CGI，它可以一直執行着，隻要激活後，不會每次都要花費時間去 Fork 一次 （這是 CGI 最為人诟病的 fork-and-execute 模式）。 

FastCGI是一個可伸縮地、高速地在HTTP server和動态腳本語言間通信的接口。多數流行的HTTP server都支援FastCGI，包括Apache、Nginx和lighttpd等，同時，FastCGI也被許多腳本語言所支援，其中就有PHP。 

FastCGI接口方式采用C/S結構，可以将HTTP伺服器和腳本解析伺服器分開，同時在腳本解析伺服器上啟動一個或者多個腳本解析守護程序。當HTTP伺服器每次遇到動态程式時，可以将其直接傳遞給FastCGI程序來執行，然後将得到的結果傳回給浏覽器。這種方式可以讓HTTP伺服器專一地處理靜态請求或者将動态腳本伺服器的結果傳回給用戶端，這在很大程度上提高了整個應用系統的性能。  

【原理】 

1）Web Server啟動時載入FastCGI程序管理器（IIS ISAPI或Apache Module)； 

2）FastCGI程序管理器自身初始化，啟動多個CGI解釋器程序 (可見多個php-cgi.exe或php-cig)并等待來自Web Server的連接配接； 

3）當用戶端請求到達Web Server時，FastCGI程序管理器選擇并連接配接到一個CGI解釋器。Web server将CGI環境變量和标準輸入發送到FastCGI子程序php-cgi； 

4）FastCGI子程序完成處理後将标準輸出和錯誤資訊從同一連接配接傳回Web Server。當FastCGI子程序關閉連接配接時，請求便告處理完成。FastCGI子程序接着等待并處理來自FastCGI程序管理器（運作在 WebServer中）的下一個連接配接。在正常的CGI模式中，php-cgi.exe在此便退出了。 

    在CGI模式中，你可以想象 CGI通常有多慢。每一個Web請求PHP都必須重新解析php.ini、重新載入全部dll擴充并重初始化全部資料結構。使用FastCGI，所有這些都隻在程序啟動時發生一次。一個額外的好處是，持續資料庫連接配接（Persistent database connection）可以工作。 

備注：PHP的FastCGI程序管理器是PHP-FPM（PHP-FastCGI Process Manager）   

【優點】 

1）從穩定性上看，FastCGI是以獨立的程序池來運作CGI，單獨一個程序死掉，系統可以很輕易的丢棄，然後重新配置設定新的程序來運作邏輯； 

2）從安全性上看，FastCGI支援分布式運算。FastCGI和宿主的Server完全獨立，FastCGI怎麼down也不會把Server搞垮； 

3）從性能上看，FastCGI把動态邏輯的處理從Server中分離出來，大負荷的IO處理還是留給宿主Server，這樣宿主Server可以一心一意作IO，對于一個普通的動态網頁來說, 邏輯處理可能隻有一小部分，大量的是圖檔等靜态。   

【缺點】 

   說完了好處，也來說說缺點。從我的實際使用來看，用FastCGI模式更适合生産環境的伺服器。但對于開發用機器來說就不太合适。因為當使用 Zend Studio調試程式時，由于 FastCGI會認為 PHP程序逾時，進而在頁面傳回 500錯誤。這一點讓人非常惱火，是以我在開發機器上還是換回了 ISAPI模式。對某些伺服器的新版本支援不好，對分布式負載均衡沒要求的子產品化安裝是否是更好的選擇。目前的FastCGI和Server溝通還不夠智能，一個FastCGI程序如果執行時間過長會被當成是死程序殺掉重起，這樣在處理長時間任務的時候很麻煩，這樣做也使得FastCGI無法允許聯機調試。因為是多程序，是以比CGI多線程消耗更多的伺服器記憶體，PHP-CGI解釋器每程序消耗7至25兆記憶體，将這個數字乘以50或100就是很大的記憶體數。 

1.3 CLI模式 

   PHP-CLI是PHP Command Line Interface的簡稱，如同它名字的意思，就是PHP在指令行運作的接口，差別于在Web伺服器上運作的PHP環境（PHP-CGI，ISAPI等）。 也就是說，PHP不單可以寫前台網頁，它還可以用來寫背景的程式。 PHP的CLI Shell腳本适用于所有的PHP優勢，使建立要麼支援腳本或系統甚至與GUI應用程式的服務端，在Windows和Linux下都是支援PHP-CLI模式的。   

【優點】 

1）使用多程序，子程序結束以後，核心會負責回收資源； 

2）使用多程序，子程序異常退出不會導緻整個程序Thread退出，父程序還有機會重建流程； 

3）一個常駐主程序，隻負責任務分發，邏輯更清楚。 

   我們在Linux下經常使用"php –m"查找PHP安裝了那些擴充就是PHP指令行運作模式；有興趣的同學可以輸入"php –h"去深入研究該運作模式。

1.4 子產品模式 

   子產品模式是以mod_php5子產品的形式內建，此時mod_php5子產品的作用是接收Apache傳遞過來的PHP檔案請求，并處理這些請求，然後将處理後的結果傳回給Apache。如果我們在Apache啟動前在其配置檔案中配置好了PHP子產品

（mod_php5）， PHP子產品通過注冊apache2的ap_hook_post_config挂鈎，在Apache啟動的時候啟動此子產品以接受PHP檔案的請求。 

   除了這種啟動時的加載方式，Apache的子產品可以在運作的時候動态裝載，這意味着對伺服器可以進行功能擴充而不需要重新對源代碼進行編譯，甚至根本不需要停止伺服器。我們所需要做的僅僅是給伺服器發送信号HUP或者AP_SIG_GRACEFUL通知伺服器重新載入子產品。但是在動态加載之前，我們需要将子產品編譯成為動态連結庫。此時的動态加載就是加載動态連結庫。 Apache中對動态連結庫的處理是通過子產品mod_so來完成的，是以mod_so子產品不能被動态加載，它隻能被靜态編譯進Apache的核心。這意味着它是随着Apache一起啟動的。 

   Apache是如何加載子產品的呢？我們以前面提到的mod_php5子產品為例。首先我們需要在Apache的配置檔案httpd.conf中添加一行：

LoadModule php5_module modules/mod_php5.so 

   這裡我們使用了LoadModule指令，該指令的第一個參數是子產品的名稱，名稱可以在子產品實作的源碼中找到。第二個選項是該子產品所處的路徑。如果需要在伺服器運作時加載子產品，可以通過發送信号HUP或者AP_SIG_GRACEFUL給伺服器，一旦接受到該信号，Apache将重新裝載子產品，而不需要重新啟動伺服器。 

   該運作模式是我們以前在windows環境下使用apache伺服器經常使用的，而在子產品化（DLL）中，PHP是與Web伺服器一起啟動并運作的。（它是apache在CGI的基礎上進行的一種擴充，加快PHP的運作效率）。

1.5 ISAPI模式 （這個已經不經常用到了）

   ISAPI（Internet Server Application Program Interface）是微軟提供的一套面向Internet服務的API接口，一個ISAPI的DLL，可以在被使用者請求激活後長駐記憶體，等待使用者的另一個請求，還可以在一個DLL裡設定多個使用者請求處理函數，此外，ISAPI的DLL應用程式和WWW伺服器處于同一個程序中，效率要顯著高于CGI。（由于微軟的排他性，隻能運作于windows環境） 

   PHP作為Apache子產品，Apache伺服器在系統啟動後，預先生成多個程序副本駐留在記憶體中，一旦有請求出現，就立即使用這些空餘的子程序進行處理，這樣就不存在生成子程序造成的延遲了。這些伺服器副本在處理完一次HTTP請求之後并不立即退出，而是停留在計算機中等待下次請求。對于客戶浏覽器的請求反應更快，性能較高。